最新研究：全球未开发的水能经济潜力85%在亚非，中国最多

2020年8月19日拍摄的长江三峡水利枢纽工程开启泄洪深孔泄洪（无人机照片）。 新华社 资料图

2023年1月17日凌晨，国际学术期刊《自然-水》（Nature Water）在线发表在的一篇研究论文报告称，全球尚未开发的水能经济潜力（可获利的水力资源）为5.27万亿度每年。其中三分之二分布在喜马拉雅地区。亚洲和非洲拥有上述总量的85%。

该论文的标题是《纳入严格环境限制的全球水电开发框架》（A global-scale framework for hydropower development incorporating strict environmental constraints）。

该论文的通讯作者为南方科技大学环境科学与工程学院副教授（研究员）曾振中。

论文的署名作者还包括中国长江三峡集团国际清洁能源研究室负责人黄俊灵、南方科技大学研究助理教授徐荣嵘博士、华北水利水电大学水利学院教授刘俊国、北京大学地球与空间科学学院研究员林佩蓉、南京信息工程大学大气科学学院顾明逸博士、浙江大学建筑工程学院副教授徐海巍等人。

16日，曾振中通过邮件向澎湃科技表示，水能作为可再生能源的重要组成部分，凭借其可靠、稳定、绿色、量大等特点，成为火力发电最为可靠的替代方式。目前水力发电量占世界电力总量的17%，占可再生电力总量的69%。水电站可以帮助中国实现“双碳目标”，与此同时建设水电站也会带来一系列环境问题，现在中国的水电政策正处于十字路口。目前正反双方对于水电站的修建进行了激烈的讨论。“水电站的建设可能会造成许多负面的环境社会影响，包括破坏河流生态、阻碍鱼类洄游、释放水库温室气体、水库移民和国际地缘政治等问题。由于上述负面影响，受20世纪60年代开始的美国‘反大坝’运动的影响，中国的一些环保主义者和非政府组织（NGO）开始反对中国的大坝建设政策。这些活动家认为，大坝对河流和河岸社区的负面影响超过了好处，并提出拆除大坝是恢复中国健康河流和河岸社区的最佳方式。”

曾振中表示，研究团队对全球水能开发进行了一系列严格的环境社会限制，发现全球可开发水能经济潜力仍有5.27万亿度每年，比之前评估高出60%。通过合理的水电开发，全球水电装机容量可翻一番，这意味着水电在未来能源结构中将占据更大的地位。这些尚未开发的水力发电系统大部分位于亚洲的高地，特别是在中国。非洲和其他高山地区仍有很大开发潜力。预计未来许多发展中国家将经历人口和基础设施的大幅增长，水电开发可在其能源发展目标中发挥关键作用。未来全球水能的可持续发展，需要更加精细的管理河流生态流量以保护环境，减少对人民生计的影响和维持地缘政治稳定。

论文第一作者、南方科技大学研究助理教授徐荣嵘表示，他们使用了全球高分辨率流量数据集，该数据集使用VIC水文模型和RAPID汇流模型模拟全球289万条河流径流量。他们沿全球289万条河流进行虚拟水电站点采样，总计414万个点，对采样点进行水库淹没的仿真模拟：水库不得淹没生态保护区、热带森林、湿地、全球遗迹保护区等，同时单个水库建设而导致的移民人数必须小于5万人。在生态流量方面，水电站必须保证一定量的生态流量，以保持下游河流生态系统完整性和水可用性的环境流量。

徐荣嵘表示，全球仍有124761个未开发的潜在水电站建设位置，其中4644个水电站的建设位置具有很强的经济开发价值，其LCOE（平准化发电成本）小于0.1美元/度。亚洲尚未开发的水能经济潜力（3.90万亿度/年）是先前估计的3倍。非洲尚未开发的水能经济潜力为0.60万亿度每年。未开发的水电站位置主要分布在中国、缅甸、印度、巴基斯坦、尼泊尔和非洲的刚果民主共和国、埃塞俄比亚和赞比亚。

针对中国水力发电潜能，曾振中表示，从研究数据来看，2021年中国水电发电量1.3万亿度，同时中国也拥有世界上最大的未开发水能经济潜力。未开发的水电站位置主要集中在西藏、四川、云南和贵州等多山省份。

对于中国的水电建设，曾振中向澎湃科技表示，首先，水库可行性研究期间进行的生态环境影响评估应全面，并考虑所有短期和长期的利弊。这些评估应考虑所有的利益冲突，包括对受影响河流上、中、下游人民的正面和负面影响。这应包括跨界利益，并涉及受影响的省份和国家。尽量减少水库对环境社会的影响，并通过后续的防洪、发电、洪水、航运等效益尽可能地给予利益受影响方补偿。

曾振中向澎湃科技透露在研究中也遇到了一些难点。比如，之前研究由于缺少精确的全球各河流的径流量数据，对全球水能评估存在较大的不确定性；现有研究阶段的水库选址计算方案，集中于权衡流域内水能潜力和水库建造成本，很少考虑水库环境生态效应。如何充分融合现有水库环境生态效应的正、反方观点，提出综合考虑环境生态效应的水能经济可开发量计算方案以满足未来全球能源脱碳的可持续发展目标也是难点之一。

曾振中对水电的未来也表示了期待，希望能继续完善定量评估框架，将环境、社会、政治与经济等条件纳入评估体系，希望在可再生能源开发和环境保护的相互平衡中探索出一条符合可持续发展精神的能源转型之路。

此外，曾振中还向澎湃科技表示，水力发电领域还有太多问题需要深入研究。比如：极端气候条件下，水电潜力会受到怎样的影响？在国际河流的水电开发，水电开发如何在国际间平衡？气候变化导致冰川急速融化，如何抵御未来更加频繁的洪水？

论文链接：https://nature.com/articles/s44221-022-00004-1